взаимосвязь процессов, ведущих к лейкозогенезу, с дифференцировкой находящихся на ранней стадии развития кроветворных клеток.
О существовании такой связи свидетельствует тот факт, что в ряде случаев во время лейкозной трансформации клеток усиливается их дифференцировка (см. обзор: Ho, O′Neill, 1995).
Казалось бы, по мере нормальной дифференцировки гемопоэтических клеток в них, как и в случае негемопоэтических, энергетическая ситуация должна складываться в сторону: возрастания содержания хорошо дифференцированных митохондрий (Лобачев, 1985; Von Wagenheim, Peterson, 1998); усиления интенсивности митохондриального дыхания и соответственно снижения уровней внутриклеточного дисбаланса ∆П (ПО – АО) и ПОЛ, которые в норме необходимы для окислительного митогенеза незрелых клеточных элементов кроветворной системы. Однако развития событий только в таком нап-равлении при дифференцировке гемопоэтических и лейкозных клеток может и не быть, хотя бы из-за следующего принципиального различия: утрата конт-роля над собственным делением в случае солидных опухолей, либо «блокада», «арест» или просто остановка в своей дифференцировке в случае лейкозов (Greaves, 1982; Киселев и др., 1990). Как отмечает Абелев (2001), «сохранение гемобластозом состояния выраженной дифференцировки представляется загадочным и нелогичным».Исходя из указанного существенного различия можно попытаться понять некоторые «странности» в поведении недодифференцированной лейкозной клетки под влиянием различных агентов и факторов, особенно тех, которые стимулируют рост нормальных негемопоэтических клеток. Речь, прежде всего, идёт о том, что лейкозные клетки сохраняют в определённой степени чувствительность к контролирующим механизмам, характерным для нормальных клеток. На этом основывается возможность индукции дифференцировки лейкозной клетки. Остановленная в своей дифференцировке, она может под действием многих веществ и соединений (см. Афанасьев, Алмазов, 1985 и цитируемую ими литературу; Garsia-Bermejo et al., 1997; Sachs, 1997; Абелев, 2001), в том числе ряда цитокинов, некоторых глюкокортикоидов, гидрокортизона, дексаметазона, эстрогенов, инсулина, цитостатиков, ретиноевой кислоты, кальциферола, ростовых факторов, диметилсульфоксида, липо- и полисахаридов, низких доз радиации, продолжить дифференцировку вплоть до терминальных форм.
Более же всего удивляет, судя по многочисленной литературе (Mullan et al., 1997; Nie et al., 1998; Kwon et al., 2000; Hallbeck et al., 2001 и др.), способность лейкозных клеток дифференцироваться под воздействием форболовых эфиров (TPA, PMA), которые для большинства нормальных негемопоэтических клеток являются стимуляторами роста, опухолевыми промоторами.
Последние, как известно, через определённые изоформы PKC запускают цикл фосфатидилинозита, сигнальные LOX- и COX-пути как составные компоненты процесса акти-вации пролиферации с повышенным образованием АФК и окисленных метабо-литов арахидоновой кислоты (см. главу 3), т. е. приводят к возрастанию дисбаланса ∆ (ПО — АО) – условия, необходимого обычно для пролиферации, а не дифференцировки клеток. Почему же тогда в HL-60, K-562, U-937 и других лейкозных клетках при воздействии на них указанными промоторами наблю-дается обратная картина, т. е. индуцируется дифференцированный фенотип? Точного ответа на этот вопрос пока нет. В этой ситуации, к тому же описываемой противоречивыми фактами, важно отнестись с пониманием к самым различным мнениям, даже кажущимся маловероятными. С этих позиций наши представления тоже заслуживают внимания.Начнём с того, что в отличие от негемопоэтических клеток, в которых переход к «канцерогенезному» дисбалансу ∆К происходит, скорее всего, со стадии пролиферации, т. е. из состояния, необходимого для опухолевой трансформации, в гемопоэтических клетках возрастание дисбаланса ∆ (ПО – АО) до лей-козогенного уровня ∆Л (при возникновении, естественно, соответствующих лейкозогенных условий) идёт, вероятно, непосредственно с одного из ранних этапов их дифференцировки. Этот момент представляется нам принципиальным. Как известно, дифференцировочный процесс является многоэтапным и перемежающимся с делением клетки. На каждом этапе происходят изменения в транскрипции и трансляции, реализующие определённую часть программы дифференцировки и создающие необходимые предпосылки для перехода к следующему этапу. Этот принцип полностью относится и к гемопоэтическим клеткам. Дифференцировку последних можно считать «окислительной дифференцировкой» (по аналогии с окислительным митогенезом), поскольку она про-исходит при повышенных кислородно-перекисных условиях (см. выше). Далее мы предлагаем обсудить следующие 2 возможных варианта АФК-зависимого развития событий.
1-й вариант.
В результате лейкозогенных воздействий в гемопоэтической клетке устанавливается «лейкозогенный» дисбаланс ΔЛ, причастный к трансформации её в направлении неконтролируемой пролиферации. Последняя, будучи связанной с дифференцировкой по неантагонистическому, триггерному принципу, останавливает её на стадии дифференцировки клетки-предшест-венницы.В описываемой ситуации воздействие на лейкозные клетки агентами и факторами, так или иначе снижающими дисбаланс ∆Л, может приводить к апоптозу А1. Примером здесь могут служить работы по индукции апоптоза клеток HeLa (Takahashi, 2000). При более же сильном снижении дисбаланса ∆Л блокада дифференцировки должна устраняться и дифференцировочный процесс может быть продолжен. Напротив, воздействие на лейкозные клетки агентами и факторами, усиливающими в них окислительный стресс, приводит, с нашей точки зрения, к апоптозу А2 или окислительному цитолизу (см. п. 7.1). К числу таких фактов мы относим, например, данные по апоптозу клеток HeLa (Hyan et al., 1999; Liu G.-Y. et al., 1999) и U937 (Nathan et al., 2000).
Возвращаясь в связи с первым вариантом к дифференцировочным потен-циям форболовых эфиров, выскажем предположение о том, что в лейкозных клетках и их предшественниках семейство изоферментоа РКС, характеризующихся тканевой специфичностью, представлено преимущественно теми, которые под влиянием эфиров форбола способствуют активации дифференцировочных процессов, а не пролиферативных как в большинстве типов клеток. Таким изоферментом, возможно, является РКС-β. Некоторые субтипы РКС-β имеют ядерную локализацию и с её экспрессией форболовыми эфирами связывают антипролиферативное действие последних на лейкозные клетки (Macfariane, Manzel, 1994). Весьма любопытны и следующие данные, хотя и не имеющие конкретного отношения к проблеме лейкоза. Как оказалось, ТРА в ультранизких концентрациях 10-18-10-7 М ингибирует ПОЛ в биологических мембранах мозга, активируя РКС. Последняя в тех же сверхнизких дозах наряду с киназными свойствами обладает свойствами «антиоксидантного» фермента (Пальмина и др., 1997).
Не исключено, что в процессе эволюции гемопоэтические клетки, в том числе ведущие к созреванию фагоцитирующих клеток, тоже приобрели способность к РКС-зависимым ограничению окислительного митоге-неза, но индукции дифференцировки и не обязательно при сверхнизких дозах. Такая дифференцировка, прерванная в связи с избыточным окислительным стрессом и лейкозогенезом, могла бы при действии ТРА продолжиться вследствие устранения им, в частности, АФК-зависимых ограничений.Данные о прямом или косвенном участии других названных выше «дифференцирующих» агентов и факторов в снижении дисбаланса ∆ (ПО – АО) в лейкозных клетках нам не известны. Однако поводы, хотя и слабые, для возмож-ного действия некоторых из них в таком направлении имеются. Действительно, ретиноиды, включая ретиноевую кислоту, известны как антиоксиданты. У эстрогенов чаще отмечают прооксидантные свойства, но в случае эстрадиола, эст-риола и метоксиэстрогена наблюдается только антиоксидантный эффект (Mar-kides et al., 1998). Рецепторы глюкокортикоидов могут локализоваться в митохондриях клеток. Эти гормоны способны наряду с действием на транскрипцию ядерных генов влиять и на транскрпицию митохондриальных генов, обеспечивая координированную гормональную регуляцию биосинтеза дыхательных фер-ментов. Косвенно это должно отражаться на интенсивности дыхания и значении внутриклеточного ∆ (ПО – АО). Такие данные получены, правда, в отношении митохондрий клеток головного мозга крысы (Moutsatsou et al., 2001). Диметилсульфоксид проявляет себя как антиоксидант, перехватывая радикалы ОН˙, что хорошо коррелирует со способнстью его подавлять превращение нормальных клеток в опухолевые (Kennedy, Symons, 1987).
Инсулин оказывает стимулирующее действие на аденилатциклазу путём передачи гормонального сигнала, предположительно, в последовательности: рецептор – тирозинкиназа – Gi(βγ) – фосфатидилинозитол-3-киназа – РКС (форбол-нечувствительная изоформа ξ) – Gs-белок – аденилатциклаза – сАМР (Шпа-ков и др., 2002).
Здесь важно отметить, что в лейкозных клетках низки активность аденилатциклазы и содержание сАМР (Федоров и др., 1990), соответственно и низок уровень сАМР в плазме крови больных гемобластозами (Остапенко, 1994). Способность же инсулина повышать содержание сАМР приводит, вероятно, в действие через механизм фосфорилирования стимуляцию со стороны сАМР активности дыхательных ферментов митохондрий (Медведев и др., 1990; Qu et al., 1999), что должно усиливать потребление О2 этими, хотя и немногими, органеллами и снижть тем самым внутриклеточные уровень рО2 и дисбаланс ∆ (ПО – АО). Между прочим, в отличие от соматостатина его аналог SMS 201995 блокирует пролиферацию клеток линии Jurkat (Т-клеточного лейкоза), активируя в них аденилатциклазу и повышая уровень сАМР (Giannetti et al., 2000). В этом качестве указанное соединение, возможно, обладает и дифференцирующим действием на лейкозные клетки.2-й вариант. Необходимость в нём возникла в связи с данными, не укладывающимися в положения предыдущего варианта. Например, при воздействии диметилсульфоксидом или ТРА на клетки HL-60 и U-937 в них усиливается образование О
, что коррелирует с индукцией дифференцировки этих клеток (Mullan et al., 1997). Обработка клеток U-937 дибутирил-сАМР (500 мкМ) в течение 48 ч приводила их к дифференцировке в зрелые гранулоциты, при этом активировалось образование О и Н2О2 (Laskin et al., 1990). В указанных случаях в лейкозных клетках устанавливается «дифференцировочный» дисбаланс ΔД (ПО – АО), который несколько превышает ΔЛ, но он всё же меньше, чем ΔА2 и тем более ΔЦ, т. е. ΔЛ < ΔД < ΔА2 < ΔЦ. Далее вступает в действие соответствующий диапазону дисбаланса ΔД (ПО – АО) АФК-зависимый механизм регуляции транскрипционными процессами.
Не исключено, что благодаря именно указанной регуляции происходит экс-прессия специфических ингибиторов циклин-зависимых киназ в фазе G1, репрограммирующих клетки эритролейкоза мыши MEL к терминальной диффе-ренцировке (Matushansky et al., 2000). Возможно, тот же регуляторный меха-низм способствует выработке и эндогенных биорегуляторных миелопептидов, индуцирующих терминальную дифференцировку клеток HL-60 и K-562, а так-же стимулирующих дифференцировку in vitro клеток костного мозга больных острым миелобластным лейкозом (Михайлова, 2001). Современных фактов уча-стия различных АФК как сигнальных молекул в регуляции экспрессии генов, в том числе онкогенов, в настоящее время более чем достаточно (Пескин, 1997; Гамалей и др. 1999; Maher, Schubert, 2000; Allen, Tresini, 2000; Бурлакова и др., 2001; Турпаев, 2002 и др.; см. также п. 1.1.1). В целом же многое по данной проблеме продолжает оставаться загадочным и требует дальнейшего изучения.
2.5.4. Среди различных форм лейкозной трансформации повышенное внимание наше привлёк